[发明专利]LED芯片及LED芯片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，尤其涉及一种LED芯片及LED芯片的制造方法。

背景技术

由于发光二极管具有低耗电量、低发热量、寿命长等优点；因此，在电子显示及照明等领域，发光二极管正在逐渐取代能耗高、寿命短的传统照明灯具。

一种现有发光二极管光源主要由导热基板、LED芯片、固晶胶、荧光粉、封装胶等组成。先将LED芯片利用固晶胶黏贴于导热基板上，接着采用引线将LED芯片信号引出，然后将荧光粉与封装胶混合，最后将荧光粉与封装胶的混合体灌入导热基板中，加热烘烤使胶材固化后即完成最基本的LED芯片封装。

在LED芯片的应用中，有数据表明，当LED芯片的温度每升高20℃，发光二极管光源发光效能就要降低5%。可见，为了提升发光二极管光源发光能效，必须要使LED芯片在较低的温度下进行工作。

研究表明，LED芯片产生的90%的热量都是向下传导，因此封装技术中，导热基板的散热十分重要。然前述发光二极管光源采用的LED芯片采用固晶胶粘结至导热基板，固晶胶往往具有较低的导热性，因此散热效果很差。

为了改善LED芯片的散热问题，有人提出将LED芯片与导热基板直接键合。众所周知，LED芯片包括蓝宝石或碳化硅衬底和生长于衬底上的外延发光体。相对于前述采用固晶胶粘接方式，发光二极管的散热不会受到固晶胶的制约，散热效果有了一定程度的改善，然，蓝宝石或碳化硅衬底的导热能力依然不够突出。

一种改进的LED芯片将外延发光体通过分子键合和的方式直接连接至导热基板上。如此以来，LED芯片的散热能力得到了大大提高。然而，由于外延发光体和导热基板的热膨胀系数存在巨大差异，键合至导热基板的外延发光体和导热基板二者膨胀和收缩的过程极不匹配，因此极易发生外延发光体裂片的现象。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种散热效果好且使用状态稳定的LED芯片及LED芯片的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种LED芯片，包括外延发光体、导热基板和导热缓冲层，导热缓冲层设置于导热基板的一侧，外延发光体键合至导热缓冲层，导热缓冲层的平均热膨胀系数介于导热基板和外延发光体之间。

其中，导热缓冲层包括形成于导热基板上的导热绝缘层，导热绝缘层的热膨胀系数介于导热基板和外延发光体之间；导热绝缘层上设置至少一个通孔以使外延发光体与导热基板电连接。

其中，导热缓冲层进一步包括第一金属层，第一金属层填充于至少一个通孔中且与导热基板连通，以使外延发光体键合于第一金属层上且与导热基板电连接。

其中，导热缓冲层进一步包括第一金属层，第一金属层设置于导热绝缘层上且填充至少一个通孔以使外延发光体与导热基板电连接。

其中，外延发光体外镀设第二金属层，第二金属层键合至第一金属层。

其中，导热基板具有与至少一个通孔对应设置的凸台，凸台位于通孔中以使外延发光体键合于凸起上且与导热基板电连接。

其中，外延发光体外镀设第二金属层，第二金属层键合至导热基板。

其中，导热绝缘层为类金刚石、金刚石、氮化铝、氧化铝、氧化硅、氮化硅中任意一种膜层或以上膜层任意组合的复合膜层。

其中，第一金属层为镍、钛、铬、铜、金、银中的任意一种膜层或以上膜层任意组合的复合膜层。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种LED芯片的制造方法，该制造方法包括：于第一基板上形成外延发光体；将外延发光体自第一基板上剥离；于第二基板上形成导热缓冲层；将剥离第一基板的外延发光体与导热缓冲层键合以形成LED芯片；其中导热缓冲层的平均热膨胀系数介于外延发光体和第二基板之间，第二基板的导热性能优于第一基板。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明LED芯片的外延发光体通过导热缓冲层固定至导热基板，且导热缓冲层的平均热膨胀系数介于导热基板和外延发光体之间，能有效改善导热基板与外延发光体之间因热膨胀系数相差过大而出现的热失配问题；因此，能够有效改善LED芯片的裂片问题，提高成品率、延长LED芯片的使用寿命。

附图说明

图1是本发明LED芯片第一实施例的结构示意图；

图2是本发明LED芯片第二实施例的结构示意图；

图3是本发明LED芯片第三实施例的结构示意图；

图4是本发明LED芯片第四实施例的结构示意图；

图5是本发明LED芯片制造方法的流程图。

具体实施方式